Bipolar Junction Transistor (BJT)

Những thay đổi trong độ lợi dòng 2.. Các câu trả lời không thể có• Để xác định BJT ở miền tích cực hay bão hòa, người ta dùng cách sau: 1.. Nếu trong các tính toán có kết quả không thể

Bipolar Junction Transistor

(BJT)

Từ Vựng (1)

• Active region = miền tích cực

• Base (B) = (miền/cực) nền

• Bipolar transistor = transistor lưỡng cực

• Breakdwon region = miền đánh thủng

• Collector (C) = (miền/cực) thu (hay góp)

• Collector diode = diode tạo bởi JC

• Common base (CB) = nền chung

• Common collector (CC) = thu chung

• Common emitter (CE) = phát chung

Từ Vựng (2)

• Current gain = độ lợi dòng

• Curve tracer = máy vẽ đặc tuyến

• Cutoff region = miền tắt

• Emitter (E) = (miền/cực) phát

• Emitter diode = diode tạo bởi JE

• H parameter = tham (thông) số hỗn hợp H

(Hybrid)

• Integrated circuit = vi mạch = mạch tích hợp = IC

Từ Vựng (3)

• Heat sink = tản nhiệt, giải nhiệt

• Junction trasistor = trasistor tiếp xúc

• Power trasistor = trasistor công suất

• Saturation region = miền bão hòa

• Small-signal trasistor = trasistor tín hiệu nhỏ

• Switching circuit = mạch chuyển mạch, mạch xung

• Thermal resistance = nhiệt trở

Nội dung chương 6

1 Transistor chưa phân cực

Transistors (Transfer Resistor)

Cấu tạo và ký hiệu BJT

Cấu tạo và ký hiệu BJT

C B

Schematic representation of pnp and

npn BJTs

Emitter is heavily doped compared to collector So, emitter and collector are not interchangeable.

The base width is small compared to the minority carrier

diffusion length If the base is much larger, then this will

behave like back-to-back diodes

BJT circuit symbols

As shown, the currents are positive quantities when the transistor is operated in forward active mode

IE = IB + IC and VEB + VBC + VCE = 0 VCE =  VEC

BJT circuit configurations and output

characteristics

BJT biasing modes

BJT Operation Characteristics

• I C vs V CE graph allows us

to determine operating

region.

• Works for any I B or V CE

• VBE tops out around

~0.7V

BJT Operation Regions

Operation

Region

I B or V CE Char

BC and BE Junctions Mode

Cutoff I B = Very

small

Reverse &

Saturation V CE = Small Forward &

Active

Linear VModerateCE = Reverse &Forward Linear Amplifier

Break-down V CE = Large Beyond

Large current

Hoạt động của transistor NPN

Các phương trình dòng trong BJT

(xét chế độ tích cực từ hình trước)

T

BE V v

i  

T BE T

BE v V

S

V

v S C

IS = dòng ngược bão hòa của JC.

β là độ lợi dòng CE; α là độ lợi dòng CB

Possible Uses for BJT’s

B

• Can act as Signal Current Switch (Cutoff Mode)

• Can act as Current Amplifier (Active Region)

• Where:

– Beta = intrinsic amp property (20 - 200)

Khảo sát đặc tuyến của BJT mắc CE

I B

I C

I E

Output circuit Input

circuit

Đặc tuyến vào (đặc tuyến ở base) với mắc CE

• Hoạt động như diode

• V BE  0.7V (Si)V (Si)

V BE

0.7V (Si)V

Đặc tuyến ra (đặc tuyến ở C) với mắc CE

•At a fixed I B , I C is not dependent on V CE

•Slope of output characteristics in linear region is near 0 (scale exaggerated)

Early voltage

Biasing a transistor

•We must operate the transistor in the linear region.

•A transistor’s operating point (Q-point) is defined by

I C , V CE , and I B.

A small ac signal v be is

superimposed on the DC voltage

V BE It gives rise to a collector

signal current i c , superimposed on

the dc current I C

Transconductance

ac input signal (DC input signal 0.7V (Si)V)

ac output signal

DC output signal

I B

The slope of the i c - v BE curve at the

bias point Q is the

transconductance g m : the amount of

ac current produced by an ac

voltage.

• Dòng và công suất cực đại: IC, PD@TA, PD@TC

• Hệ số giảm định mức [của công suất]

• Tản nhiệt

• Độ lợi dòng: hFE = βdc (hFE phụ thuộc IC)

Cơ bản về BJT

Từ Vựng (1)

• Amplifying transistor circuit = mạch transistor khuếch đại (KĐ)

• Base bias = phân cực [bằng dòng] nền [hằng]

• Base-emitter voltage = điện áp nền-phát

• Base voltage = điện áp (ở cực) nền

• Circuit value = giá trị mạch

• Collector voltage = điện áp (ở cực) thu

• Correction factor = hệ số hiệu chỉnh

• Cutoff point = điểm cắt

Từ Vựng (2)

• Emitter bias = phân cực [bằng dòng] phát [hằng]

• Emitter voltage = điện áp (ở cực) phát

• Fixed base current = dòng nền cố định

• Fixed emitter current = dòng phát cố định

• Hard saturation = bão hòa sâu

• Load line (LL) = đường tải; ex: DC LL

• Photodiode = diode quang

Từ Vựng (3)

• Phototransistor = transistor quang

• Quiescent point = điểm tĩnh

• Saturation = bão hòa

• Soft saturation = bão hòa ít

• Switching circuit = mạch chuyển mạch, mạch xung

• Two-state circuit = mạch 2 trạng thái

Nội dung chương 7

1 Những thay đổi trong độ lợi dòng

2 Đường tải

3 Điểm làm việc (điểm hoạt động)

4 Phát hiện bão hòa

7-1 Những biến đổi trong độ lợi dòng

• βdc phụ thuộc: BJT, dòng IC, và nhiệt độ

H.7-1 Sự biến đổi của độ lợi dòng

7-2 Đường tải

H.7-2 Phân cực nền (a) mạch; (b) đường tải

Cho trước RB và βdc , ta có thể tìm được điểm làm việc (IC, VCE) như sau:

Điểm bão hòa và điểm cắt

H.7-3 Tìm 2 đầu của DC LL : (a) mạch;

(b) tính dòng bão hòa cực thu IC(sat); (c) tính điện áp cắt VCE(cutoff)

• Điểm bão hòa:

IC(sat) = VCC/RRC(VCE=0)

• Điểm cắt:

VCE(cutoff)=VCC(IC=0)

Ảnh hưởng của RC đến DC LL (1/2)

Ảnh hưởng của RC đến DC LL (2/2)

7-3 Điểm làm việc Q (điểm tĩnh)

H.7-6 Tính điểm Q: (a) mạch; (b) điểm Q thay đổi do biến động ở độ lợi dòng

Các công thức tính điểm Q:

7-4 Phát hiện bão hòa

• Có 2 loại mạch cơ bản: KĐ và chuyển mạch

Các câu trả lời không thể có

• Để xác định BJT ở miền tích cực hay bão

hòa, người ta dùng cách sau:

1 Giả sử rằng BJT ở miền tích cực

2 Tính dòng và áp

3 Nếu trong các tính toán có kết quả không

thể có thì giả thiết sai  BJT bão hòa; còn tất cả tính toán hợp lý thì BJT ở tích cực

Thí dụ phát hiện bão hòa

Bão hòa sâu

• Ở miền bão hòa độ lợi dòng giảm:

βdc(sat) = IC(sat)/IB < βdc ở chế độ KĐ

TD: H.7-7 có βdc(sat) = 2mA/0.1mA=20 < 50

• Bão hòa sâu: khi βdc(sat) = 10

• Bão hòa ít: βdc(sat) nhỏ hơn βdc ở chế độ KĐ không nhiều

Phát hiện nhanh bão hòa

H.7-8 (a) Bão hòa sâu; (b) Đường tải

• Khi VBB = VCC thì BJT bão hòa sâu khi:

RB/RRC = 10 Tại sao?

7-6 Phân cực [bằng dòng] phát

H.7-9 Phân cực [dòng] phát [hằng]

Ta có:

IE = VE/RRE = (VBB-VBE)/RRE = VBB/RRE = const

nếu VBB >= 20 VBESuy ra điểm tĩnh Q:

ICQ = IEQ=VBB/RRE = const

VCEQ = VCC - ICQ(RC+RE) = const

 điểm Q ổn định khi β thay đổi.

Thực tế cũng bị ảnh hưởng nhưng rất ít!

7-7 Mạch lái LED

H 7-12 (a) Phân cực nền; (b) Phân cực phát

H.7-12 (a) Phân cực nền:

BJT là khóa điện tử

• Muốn thay đổi dòng qua LED:

 thay đổi RC và/Rhoặc VCC

Vì ILED=(VCC – VLED – VCESAT)/RRC

• Nếu RB =10RC thì có bão hòa sâu

Phân cực BJT

Từ Vựng (2)

• Stiff voltage divider = mạch chia áp hằng

• Two-supply emitter bias (TSEB) = phân cực phát với 2 nguồn cấp điện

• Voltage-divider bias = phân cực bằng mạch chia áp

Nội dung chương 8

1 Phân cực bằng mạch chia áp (VDB)

2 Phân tích VDB chính xác

3 Đường tải VDB và điểm Q

4 Phân cực dòng phát hằng với 2 nguồn

cấp điện

5 Các kiểu phân cực khác

6 Troubleshooting

7 Transistor PNP

8-1 Phân cực bằng mạch chia áp

(VDB)

8-2 Phân tích VDB chính xác

8-3 Đường tải VDB và điểm Q

• Vì VDB xuất phát từ phân cực phát nên Q không bị ảnh hưởng bởi độ lợi dòng.

• Thay đổi điểm Q bằng cách thay đổi điện trở phát RE.

8-4 Phân cực [dòng] phát [hằng] với 2 nguồn cấp điện (TSEB)

Mạch TSEB

10 V 3.6 k

10 V 3.6 k

8-5 Các kiểu phân cực khác

• Điểm Q di chuyển khi thay BJT

• Điểm Q di chuyển theo nhiệt độ

• Không thực tế

+V CC

R C

R B

R E

Phân cực hồi tiếp thu và phát

(Collector- and emitter

-feedback bias)

• Tốt hơn phân cực phát

• Không tốt bằng VBD

• Ứng dụng hạn chế

Phân cực phát 2 nguồn (Two-supply emitter bias)

• Rất ổn định

• Cần 2 nguồn cấp điện

8-7 Transistor PNP

Electron flow Conventional flow